检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2021年第21期48卷 88-96页

作者：吴瑞杨飞孙延光魏芳桂有珍丁亚茜蔡海文中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800 中国电子科技集团公司第二十三研究所上海201900

相干探测应用对光纤时频同步技术提出了新的需求,在频率同步的基础上还要能保证相位同步,并且要求低相位噪声传输。为此,研究了一种具有相位噪声净化功能的光纤绝对一致相位同步系统。首先,通过电学锁相环净化频率信号的远端相位噪声,... 详细信息

相干探测应用对光纤时频同步技术提出了新的需求,在频率同步的基础上还要能保证相位同步,并且要求低相位噪声传输。为此,研究了一种具有相位噪声净化功能的光纤绝对一致相位同步系统。首先,通过电学锁相环净化频率信号的远端相位噪声,降低了1 GHz频率信号经过26 km长光纤传输后恶化的相位噪声,比如在100 kHz频率偏移处,相位噪声降低了17.0 dB。随后,通过控制时间脉冲的往返延迟和频率信号的往返相移,实现了本远端相位差的绝对一致。当系统经历关闭重启和更改光纤链路操作后,相位差的平均值表现出约2π全周期的1%的不一致性。所设计系统可以在实现频率信号的低相位噪声传输的同时较好地保证了相干性,在相干阵列探测等场景具有重要的应用价值。

关键词：光纤光学光纤链路和子系统相位同步相位噪声不一致性

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基于相干探测的单像素激光成像雷达研究进展

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激光与光电子学进展 2021年第10期58卷 28-40页

作者：龚文林孙建锋邓陈进卢智勇周煜韩申生苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800

基于相干探测的单像素激光成像雷达是一种结合光场的主动调制和光学相干探测、通过无空间分辨能力的单像元探测器便可以获取目标信息的计算成像技术,在高维信息获取和抗背景光干扰方面具有显著优势。本文简述了近年来发展起来的两种新... 详细信息

基于相干探测的单像素激光成像雷达是一种结合光场的主动调制和光学相干探测、通过无空间分辨能力的单像元探测器便可以获取目标信息的计算成像技术,在高维信息获取和抗背景光干扰方面具有显著优势。本文简述了近年来发展起来的两种新型相干探测单像素激光成像雷达(合成孔径激光成像雷达和激光关联成像雷达)的基本原理和特点,介绍了近期取得的主要研究进展,并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词：成像系统计算成像激光雷达相干探测图像重建

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大气探测激光雷达校飞样机研制与飞行验证

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上海航天（中英文） 2023年第3期40卷 84-92页

作者：杨巨鑫张扬樊纯璨王勤赵旭枫李世光张俊旋卜令兵刘继桥陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800 上海卫星工程研究所上海201109 南京信息工程大学气象灾害预测与评估协同创新中心江苏南京210044

星载激光雷达是高精度测量全球温室气体和气溶胶垂直廓线的重要手段,大气环境监测卫星大气探测激光雷达(ACDL)在国际首次采用激光积分路径差分吸收技术测量全球CO_(2)柱浓度,采用532 nm高光谱探测技术测量气溶胶和云的廓线。星载激光雷... 详细信息

星载激光雷达是高精度测量全球温室气体和气溶胶垂直廓线的重要手段,大气环境监测卫星大气探测激光雷达(ACDL)在国际首次采用激光积分路径差分吸收技术测量全球CO_(2)柱浓度,采用532 nm高光谱探测技术测量气溶胶和云的廓线。星载激光雷达载荷研制期间,同步研制一套主要功能一致的机载大气探测激光雷达校飞样机,并开展机载飞行试验,获取了大量飞行试验及其对比数据,提供了机载平台真实的数据源,对于优化ACDL激光雷达系统参数和研究星载数据反演算法至关重要。最后在机载飞行平台下,验证了优于1×10^(-6)的CO_(2)柱浓度测量精度和优于15%的气溶胶测量精度。未来利用该机载样机可以进一步开展星地对比验证。

关键词：路径积分差分吸收激光雷达高光谱分辨率激光雷达(HSRL) 机载校飞气溶胶

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基于线型预测频谱估计的相干激光雷达功率谱分析方法

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红外与激光工程 2023年第11期52卷 78-93页

作者：陈沛张洪玮刘晓英张芯瑜张开俊陈丽晶伏龙延吴松华中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院山东青岛266100 中国海洋大学海洋高等研究院山东青岛266100 中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800 中国民用航空西北地区空中交通管理局甘肃分局甘肃兰州730087 兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

基于多普勒效应的相干激光雷达广泛应用于测风等大气探测领域,实际应用于风场观测时,由于噪声杂波干扰、回波信号较弱和风场不均匀性等影响了多普勒频移估计的精度。为准确估计激光雷达弱回波信号中的多普勒频移,提升相干测风激光雷达... 详细信息

基于多普勒效应的相干激光雷达广泛应用于测风等大气探测领域,实际应用于风场观测时,由于噪声杂波干扰、回波信号较弱和风场不均匀性等影响了多普勒频移估计的精度。为准确估计激光雷达弱回波信号中的多普勒频移,提升相干测风激光雷达的探测距离和探测精度,文中开展了基于激光雷达功率谱信号的多普勒频移估计算法以及探测性能提升的评估研究。在快速傅里叶变换的基础上,提出了一种结合线性预测频谱估计与导数增强方法的功率谱分析方法,通过与常用的最大似然离散谱峰值频移估计算法(ML DSP算法)进行比较,验证了文中方法在相干测风激光雷达微弱信号频移估计过程中的优势。风速数据的时间及空间相关性分析结果表明,功率谱分析方法具有更好的风速估计稳定性,有效风场探测距离相较ML DSP算法提升了73%。与超声风速计对比结果表明,文中提出的综合算法在弱信号情况下的风速测量精度高,风速结果与超声风速计的标准偏差相较ML DSP算法降低了0.23 m/s,偏离率BIAS降低了0.3 m/s,有效提高了低信噪比范围内多普勒频移估计的精度。

关键词：相干多普勒激光雷达多普勒频移估计弱信号识别峰值检索

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双波长海洋激光雷达探测近岸到大洋水体的叶绿素剖面

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中国激光 2021年第20期48卷 142-152页

作者：李凯鹏贺岩侯春鹤马剑姜正阳陈卫标陈鹏刘芳华陈勇强郭守川中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012

蓝绿激光波段作为海洋主动探测技术中常用的波段,被广泛应用于各种海洋激光雷达设备中。然而由于近岸水体和大洋水体的水质参数不同,不同水体对蓝光和绿光的衰减存在差异。通过反演双波长海洋激光雷达(DWOL)系统中486 nm蓝光通道和532 n... 详细信息

蓝绿激光波段作为海洋主动探测技术中常用的波段,被广泛应用于各种海洋激光雷达设备中。然而由于近岸水体和大洋水体的水质参数不同,不同水体对蓝光和绿光的衰减存在差异。通过反演双波长海洋激光雷达(DWOL)系统中486 nm蓝光通道和532 nm绿光通道在南海获取的近岸水体和大洋水体探测的波形数据,结果表明:在清洁大洋水域中,486 nm通道的水体衰减系数明显小于532 nm通道,由此说明蓝光更适用于大洋清洁水体探测;在近岸水域中,由于水质变差,486 nm通道和532 nm通道的衰减系数差异减小,同时考虑到532 nm激光的稳定性和低成本,可知绿光更适用于近岸水体探测。另外,为了分析南海水域次表面层叶绿素散射层(CSL)从近岸水体到大洋水体的分布变化,基于486 nm通道数据,反演了从清洁大洋水域到近岸水域近120 km连续条带的机载数据。反演结果表明:在大洋水体中,CSL深度稳定分布在水下60 m左右;在临近近岸时,由于水深变浅,CSL深度分布开始快速上升;在近岸水体中,CSL深度上升到水下40 m,甚至到20 m左右。分析船测实验数据与机载反演数据的相关关系,可知机载反演结果和船测结果具有良好的一致性。

关键词：遥感双波长激光雷达叶绿素散射层激光雷达反演 Klett方法

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阵列接收相干激光通信的强湍流起伏抑制性能

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光学学报 2025年第9期 61-75页

作者：马成伟周煜姜玉鑫鲁伟卢智勇李超洋中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室中国科学院大学材料与光电研究中心中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部

针对典型星地下行通信链路，建立基于平面波导耦合器结构的光学相干合束阵列接收系统模型，在正交相移键控（QPSK）零差相干探测体制下，通过仿真研究了不同天顶角下不同孔径数与接收面光强随机分布对接收系统误码性能的影响。同时搭建... 详细信息

针对典型星地下行通信链路，建立基于平面波导耦合器结构的光学相干合束阵列接收系统模型，在正交相移键控（QPSK）零差相干探测体制下，通过仿真研究了不同天顶角下不同孔径数与接收面光强随机分布对接收系统误码性能的影响。同时搭建了一套10通道、等效口径为100 mm的相控光纤阵列激光通信接收机，在实验室环境下使用旋转相位屏模拟大气相干长度r0=4 cm的湍流环境，通过反馈控制锁相实现58%的合成效率。在此基础上，使用该接收机进行通信实验，实现10-6@-31 dBm&50 Gbit/s及10-6@-27 dBm&100 Gbit/s的通信接收灵敏度。实验结果验证了该阵列接收方案在强湍流环境中的可行性和应用潜力。

关键词：大气湍流自由空间光通信多孔径接收光学相干合束误比特率

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机载高光谱分辨率激光雷达探测大气气溶胶光学特性及污染研究

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中国激光 2021年第17期48卷 158-170页

作者：朱首正卜令兵刘继桥王勤杨巨鑫张扬竹孝鹏陈卫标南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800 上海卫星工程研究所上海201109

为实现对气溶胶光学参数的大范围、高精度、定量化探测,使用一套基于碘分子滤波器的机载高光谱分辨率激光雷达(HSRL)系统开展飞行实验,同时在地面设置辅助验证观测站。实验研究了秦皇岛地区的气溶胶变化趋势、不同下垫面类型下的气溶胶... 详细信息

为实现对气溶胶光学参数的大范围、高精度、定量化探测,使用一套基于碘分子滤波器的机载高光谱分辨率激光雷达(HSRL)系统开展飞行实验,同时在地面设置辅助验证观测站。实验研究了秦皇岛地区的气溶胶变化趋势、不同下垫面类型下的气溶胶分布以及秦皇岛气溶胶光学厚度(AOD)的高值地区,并将HSRL系统反演的AOD数据与地面站点的太阳光度计和卫星遥感器测得的数据进行对比分析,三者相关性优于0.95。结合地面气象数据和机载观测数据,对不同飞行天次下秦皇岛地区的污染物来源以及城镇、山地、海洋等不同下垫面类型下的气溶胶光学参数分布特征进行分析,包括气溶胶后向散射系数、气溶胶消光系数、雷达比、色比和退偏比。结果表明:城镇地区的大气低层中以生物质燃烧和工业产生的气溶胶为主,海洋地区大气低层中以污染型海洋气溶胶为主,山地地区大气低层中的粒子尺寸较大,以污染型沙尘粒子为主。

关键词：遥感机载高光谱分辨率激光雷达气溶胶垂直分布气溶胶光学参数污染分析

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海洋剖面激光雷达探测中颗粒物偏振散射问题

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光学学报 2022年第12期42卷 1-20页

作者：唐军武朱培志刘秉义张洪玮胡连波陶邦一廖然孟凡谦何惠馨陈树果吴松华马辉青岛海洋科学与技术试点国家实验室“观澜号”海洋科学卫星工程部山东青岛266237 中国海洋大学信息科学与工程学部山东青岛266100 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800 自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

垂向层化是海洋水体的基本特征之一,几乎所有海洋学科的测量与分析都需要直接或间接的剖面信息。激光雷达是目前唯一可以遥感方式获得百米级海洋剖面信息的手段,激光雷达水体回波信号主要受水分子与水体颗粒物吸收、散射作用的共同影响... 详细信息

垂向层化是海洋水体的基本特征之一,几乎所有海洋学科的测量与分析都需要直接或间接的剖面信息。激光雷达是目前唯一可以遥感方式获得百米级海洋剖面信息的手段,激光雷达水体回波信号主要受水分子与水体颗粒物吸收、散射作用的共同影响。从激光雷达的后向180°散射信号中反演水体颗粒物成分时,活体浮游植物及其降解物、无机颗粒(悬浮泥沙)、浮游动物、气泡等颗粒物在粒径、组分、形状、内部结构等方面的复杂性决定了水体光学特性的复杂性。180°处的体散射系数β(π)是激光雷达水体探测的基本参数,然而不同浮游植物颗粒的散射相函数在180°处相差10倍。目前的模拟仿真中采用的仅具有普适意义的Petzold体散射函数或Voss&Fry穆勒矩阵偏振参数,与具体的遥感探测水体的体散射函数或穆勒参数有很大的差别。针对这个激光雷达中最重要的基础性问题之一,也是主被动光学海洋观探测中的基本问题,进行了综述,并参考国际相关研究人员近些年的一些研究成果,试图提出后续应当重点解决的理论与技术问题。

关键词：海洋光学海洋剖面激光雷达水体光学特性水体偏振光散射水体颗粒物光学特性

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高功率掺铥光纤激光器的光束质量变化特性理论和实验研究

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中国激光 2025年第7期 51-63页

作者：王思捷陈晓龙沈辉郭晓晨贾传法张俊旋漆云凤叶锡生中国科学院上海光学精密机械研究所王之江激光创新中心中国科学院大学材料科学与光电技术学院中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室

针对高功率掺铥光纤激光器在不同总泵浦功率、前后向泵浦比例、有源光纤吸收系数、种子光功率等条件下的光束质量变化特性，开展了理论和实验研究。通过理论模拟，分析给出了激光器在不同条件下的激光功率输出特性、折射率变化特性、光... 详细信息

针对高功率掺铥光纤激光器在不同总泵浦功率、前后向泵浦比例、有源光纤吸收系数、种子光功率等条件下的光束质量变化特性，开展了理论和实验研究。通过理论模拟，分析给出了激光器在不同条件下的激光功率输出特性、折射率变化特性、光束质量变化特性。采用芯包直径比为25/400μm、数值孔径为0.09、吸收系数为4.2 dB/m的含基座掺铥光纤，搭建了200 W级的高功率掺铥光纤激光器系统，实验揭示了光束质量随上述参数条件的变化规律。理论模拟和实验验证结果表明：激光器光束质量随着总泵浦功率的提升而劣化；前后向泵浦比例为1∶1的泵浦方式能更好地抑制激光器内部热效应，有利于获得高光束质量的激光输出；采用低吸收系数的有源光纤可以降低光纤内部的温度，提升输出激光的光束质量；随着种子光功率的增加，激光器光束质量会轻微劣化；与增加种子光功率相比，改变前后向泵浦比例对折射率及光束质量的影响更为明显。在光束质量变化规律方面，实验结果与理论预测结果吻合较好，偏差约为10%。基于上述理论模拟和实验研究结果，进一步开展了更高激光功率水平下的光束质量特性实验验证：选取15 W种子光并在放大级选用1∶1的前后向泵浦比例，在总泵浦功率增加至1131 W时获得了波长为1940 nm、平均功率为513 W、光束质量因子M2为3.04的激光输出；光束质量测量值3.04与理论预测值2.8的偏差约为8.6%。

关键词：掺铥光纤激光器光束质量主振荡功率放大器高功率

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光纤延迟环型射频存储技术的优化研究

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中国激光 2020年第9期47卷 230-236页

作者：丁志丹杨飞赵洁珺吴瑞蔡海文中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

光纤延迟环型射频存储技术因其大瞬时带宽、快速响应能力等优势在电子干扰领域备受关注。为了实现复杂脉冲信号的多样式存储,先后实现了移频型、门控半导体光放大器(SOA)型、级联型等不同光纤延迟环结构,通过对延迟环结构的对比分析和... 详细信息

光纤延迟环型射频存储技术因其大瞬时带宽、快速响应能力等优势在电子干扰领域备受关注。为了实现复杂脉冲信号的多样式存储,先后实现了移频型、门控半导体光放大器(SOA)型、级联型等不同光纤延迟环结构,通过对延迟环结构的对比分析和优化设计,获得了高保真、高分辨率、长时延、脉宽可重构的多功能存储方案。级联存储结构,实现了超过2000次脉冲复制、大于500μs的高分辨率长时延存储,以及200 ns^10μs的脉宽重构,可广泛应用于大范围脉宽、快速长时延存储和复杂调制格式等不同场景中。

关键词：光纤光学射频存储门控半导体光放大器移频光纤环

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